高二化学选修4同步练习1-3化学反应热的计算

1-3化学反应热的计算一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2011·天津四中高二月考)已知：(1)H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1(3)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1下列关系式正确的是()A．ac0B．bd0C．2a＝b0D．2c＝d0【答案】C2．(2011·湖北黄岗中学高二期中测试)已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，例如图(1)所示：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。根据上述原理和图(2)所示，判断对应的各反应热关系中不正确的是()A．A―→FΔH＝－ΔH6B．A―→DΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5【答案】D3．(2011·湖南湘潭一中高二期中测试)下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH4③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH8A．①B．④C．②③④D．①②③【答案】C4．(2011·广东六校高三第一次联考)在常温常压下，已知：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH14Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH22Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是()A．ΔH3＝12(ΔH1＋ΔH2)B．ΔH3＝ΔH2－ΔH1C．ΔH3＝2(ΔH2＋ΔH1)D．ΔH3＝12(ΔH2－ΔH1)【解析】此题考查有关反应热的计算。化学方程式相加减，乘以系数，反应热也要相加减，乘以系数。【答案】D5．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1kJ/mol；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6kJ/mol。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()A．－67.7kJ/molB．－43.5kJ/molC．＋43.5kJ/molD．＋67.7kJ/mol【解析】本题考查化学反应热的计算，意在考查考生对盖斯定律的运用能力。题述反应的离子方程式依次为：HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)ΔH＝－12.1kJ/mol①，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)②，①－②得：HCN(aq)===H＋(aq)＋CN－(aq)ΔH＝＋43.5kJ/mol。【答案】C6．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为：TiO2―→TiCl4―――――――→镁/800℃/ArTi已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1②CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)ΔH3则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为()A．ΔH3＋2ΔH2－2ΔH2B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2【解析】由③＋①×2－②可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)，ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。【答案】C7．已知25℃、101kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9kJ/mol②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1kJ/mol由此得出的正确结论是()A．等质量的O2比O3的能量低，由O2变O3为放热反应B．等质量的O2比O3的能量低，由O2变O3为吸热反应C．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应D．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应【解析】第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得：3O2(g)===2O3(g)ΔH＝284.2kJ/mol，ΔH0，即O2变为O3为吸热反应，等质量O2比O3的能量低，O2比O3稳定。【答案】BD8．已知298K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ/mol，将此温度下的1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失)()A．一定大于92.2kJB．一定等于92.2kJC．一定小于92.2kJD．不能确定【解析】该反应为可逆反应，反应不能进行完全，即1molN2和3molH2进行反应时不能生成2molNH3，放出的热量小于92.2kJ。【答案】C9．X、Y、Z、W有如下图所示的转化关系，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y可能是()①C、CO②S、SO2③AlCl3、Al(OH)3④Na2CO3、NaHCO3⑤Fe、FeCl2A．①②③④⑤B．②④⑤C．①③④D．①②③【解析】符合题目中各物质的转化关系为：，，。而②中S与O2不能直接化合生成SO3。⑤中Fe与Cl2化合生成FeCl3而不是FeCl2。【答案】C10．(2011·天津滨海联考)在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ/molB．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ/molC．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ/molD．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ/mol【解析】0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3，反应所放出的热量为xkJ，则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量，写出对应的热化学方程式：2CO2(g)＋3NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)ΔH1＝－4xkJ/mol。①由题意知：CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH2＝－ykJ/mol。②①－②得：CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－(4x－y)kJ/mol。D项中NaOH与NaHCO3的状态未标对。【答案】C二、非选择题11．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－1①2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1②H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1③在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为__________________。【解析】分析所求反应可知，①＋②×12＋③即可得最终反应，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2×12＋ΔH3＝64.39kJ·mol－1＋12×(－196.46kJ·mol－1)＋(－285.85kJ·mol－1)＝－319.68kJ·mol－1。【答案】Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ·mol－1【点评】求总反应的反应热，切忌不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论反应一步进行还是分步进行，始终和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好抵消。12．(2011·浙江绍兴一中高二期中检测)盖斯定律指出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关，按此规律，结合下述反应方程式，回答问题：①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(g)ΔH1＝－176kJ·mol－1②NH3(g)＋H2O(l)＝NH3·H2O(aq)ΔH2＝－35.1kJ·mol－1③HCl(g)＋H2O(l)＝HCl(aq)ΔH3＝－72.3kJ·mol－1④NH3(aq)＋HCl(aq)＝NH4Cl(aq)ΔH4＝－52.3kJ·mol－1⑤NH4Cl(g)＝NH4Cl(aq)ΔH5＝QkJ·mol－1则第五个方程式中的反应热是____________________________。【解析】根据盖斯定律，反应⑤＝②＋③＋④－①，ΔH5＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH1，即：ΔH5＝－35.1kJ·mol－1＋(－72.3kJ·mol－1)＋(－52.3kJ·mol－1)－(－176kJ·mol－1)＝＋16.3kJ·mol－1。【答案】＋16.3kJ·mol－113．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ/molCH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ/mol若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子总数为________(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为________kJ。【解析】将两热化学方程式相加得2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1734kJ/mol可以看出2×22.4LCH4被氧化转移电子总数为16NA，放出热量1734kJ。故4.48L转移电子总数为1.6NA，放出热量173.4kJ。【答案】1.60NA(或1.6NA)173.414．煤燃烧的反应热可通过以下两种途径来利用：a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为：a．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝E1①b．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝E2②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝E3③CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝E4④回答：(1)与途径a相比途径b有较多的优点，即________________。(2)上述四个热化学方程式中的哪个反应ΔH0________。(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。A．a比b多B．a比b少C．a与b在理论上相同(4)根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为______________。【解析】(1)C(s)＋H2O(g)=====高温CO(g)＋H2(g)是煤气化过程中发生的主要反应，生成的CO和H2燃烧充分，能量利用率高，且运输方便。(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)需吸收热量，ΔH0。(3)根据盖斯定律，②③④三方程式的相加可得①，理论上a、b两条途径产生的可利用的总能量是相同的。(4)根据能量守恒及(3)的分析，可得出E1＝E2＋E3＋E4。【答案】(1)煤的利用率高；变成气体以后，运输方便；使燃烧充分(2)反应②(3)C(4)E1＝E2